一种液氧爆破用定向致裂切缝承药装置及其使用方法

本发明涉及爆破，特别是涉及一种液氧爆破用定向致裂切缝承药装置及其使用方法。

背景技术：

1、特高陡边坡是指边坡的落差、倾角和坡高高于一定的阈值，其挖掘和爆破技术相对较为困难，且由于边坡的复杂性和不确定性，边坡的稳定性也备受关注。目前，特高陡边坡的开挖和爆破技术从最初的挖掘机坡上作业至今天的机械化作业，虽然已经较为成熟，但其对边坡稳定性的影响问题仍然比较突出。

2、液态氧气致裂器是一种新型的气体爆破设备，液氧致裂器是利用液态氧气在受热时迅速气化膨胀并释放足够的爆破能量，造成岩体或煤体破裂，取代炸药爆破；使用氧气气体致裂器，高压气体膨胀导致的“爆破”仅在毫秒时间内。在爆破过程中快释放的气体具有降温作用。且是低温下运行，与周围环境的液体，气体不相融合，不产生任何有害气体，不产生电弧和电火花，不受高温、高热、高湿、高寒影响。但缺点是目前还无法使液氧爆破起到定向致裂的效果。因此亟需对液氧爆破技术及炮体结构进行改造，以达到能够在特高陡边坡的挖掘和爆破中满足定向爆破的要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种液氧爆破用定向致裂切缝承药装置及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够在液氧爆破时起到定向致裂的效果。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种液氧爆破用定向致裂切缝承药装置，包括：

4、管体，所述管体径向截面为半圆环形，两个所述管体对接后能够形成圆筒状结构；

5、预折叠聚氨酯弹性膜，其设置于两个所述管体相对应的侧边之间，且其两端分别与两个所述管体对应的侧边固定密封连接；

6、底盖，两个所述管体对接后，一端与所述底盖固定密封连接；

7、顶盖，两个所述管体对接后，另一端与所述底盖固定密封连接；所述顶盖上开设有多个通孔，所述通孔内分别用于固定密封插入注氧管、排气管和引爆线。

8、可选的，所述管体靠近对接位置处的外侧壁上开设有轴向凹槽，所述预折叠聚氨酯弹性膜一端固定设置于所述轴向凹槽内。

9、可选的，所述轴向凹槽内插设有榫卯，所述榫卯的轴向长度大于所述管体的轴向长度，所述顶盖上开设有榫卯定位孔，所述榫卯顶部能够固定插设于所述榫卯定位孔内。

10、可选的，所述预折叠聚氨酯弹性膜位于两个所述管体之间的部分折叠为z字形结构。

11、可选的，所述轴向凹槽的宽度为3～5mm，圆心角为18°～23°。

12、可选的，所述预折叠聚氨酯弹性膜轴向长度大于所述管体的轴向长度，所述预折叠聚氨酯弹性膜靠近所述顶盖的一端能够被压覆于所述顶盖和管体之间，所述预折叠聚氨酯弹性膜靠近所述底盖的一端能够被压覆于所述底盖和管体之间。

13、可选的，所述管体外侧壁上沿轴向均匀设有多个固定钩，所述固定钩上开设有固定孔，所述固定孔内穿设有柔性圈，所述柔性圈套设于两个所述管体对接后形成的圆筒状结构的外部。

14、可选的，所述柔性圈采用尼龙绳制成。

15、可选的，所述管体、顶盖和底盖均为pvc材质制成。

16、本发明还提供一种液氧爆破用定向致裂切缝承药装置的使用方法，包括如下步骤：

17、步骤一，首先将第一个管体平铺于地面，将爆破用激发装置间隔设定距离放置于管体内，并将注氧管、排气管和引爆线穿出顶盖的通孔；

18、步骤二，在管体的轴向凹槽处固定预折叠聚氨酯弹性膜，将第二个管体倒置于第一个管体上；

19、步骤三，将预折叠聚氨酯弹性膜远离第一个管体的一端固定于第二个管体的轴向凹槽内；

20、步骤四，将对接后的两个管体一端插入底盖，然后将榫卯插入对应的轴向凹槽内，并使榫卯远离底盖的一端插入顶盖的榫卯定位孔内；

21、步骤五，检查顶盖和底盖的封闭情况，按照设计要求在顶盖通孔处将注氧管、排气管和引爆线与对应的通孔孔壁密封连接；

22、步骤六，在两个对接后的管体外部均匀套设多个柔性圈；

23、步骤七，将套接柔性圈后的结构垂直放入炮孔中，确保顶盖和地面保持同一水平面，同时注氧管、排气管与引爆线高出地面10～12cm；

24、步骤八，将炮破现场杜瓦罐中氧气输出管连接注氧管，排气管保证空气流畅，引爆线连续无中断并延长至总爆破起始点控制处；

25、步骤九，重复上述步骤，直至将爆破现场所有炮孔内均对应放置有上述结构后，将杜瓦罐液氧输出阀门开启，同时向现场需爆破炮孔内的注氧管注入液氧，观察排气管的流通情况，直至现场排气管在液氧注入后，喷出气化氧气，然后根据设计要求注入定量液氧，启动引爆线，开始爆破。

26、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

27、本发明通过在两个管体对接位置之间插预折叠聚氨酯弹性膜的整体结构设计，可以使得液氧爆破点火后产生的高压气体在瞬间先突破强度低于pvc材质管体的预折叠聚氨酯弹性膜后，在原预折叠聚氨酯弹性膜位置的高压气体可起到定向喷射进而达到定向爆破的目的。采用预折叠聚氨酯弹性膜不仅可以利用其热塑性在进行“药包”组合时方便固定于管体两侧，并且其良好的延展性可以在注入液氧时微调“炮体”直径，相较于单单使用柔性致裂管能够大大降低柔性材料破碎致使液氧泄漏的危险工况出现，还可使药包在炮孔内固定牢靠，不至发生倾斜。

技术特征：

1.一种液氧爆破用定向致裂切缝承药装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的液氧爆破用定向致裂切缝承药装置，其特征在于，所述管体靠近对接位置处的外侧壁上开设有轴向凹槽，所述预折叠聚氨酯弹性膜一端固定设置于所述轴向凹槽内。

3.根据权利要求2所述的液氧爆破用定向致裂切缝承药装置，其特征在于，所述轴向凹槽内插设有榫卯，所述榫卯的轴向长度大于所述管体的轴向长度，所述顶盖上开设有榫卯定位孔，所述榫卯顶部能够固定插设于所述榫卯定位孔内。

4.根据权利要求1所述的液氧爆破用定向致裂切缝承药装置，其特征在于，所述预折叠聚氨酯弹性膜位于两个所述管体之间的部分折叠为z字形结构。

5.根据权利要求2所述的液氧爆破用定向致裂切缝承药装置，其特征在于，所述轴向凹槽的宽度为3～5mm，圆心角为18°～23°。

6.根据权利要求1所述的液氧爆破用定向致裂切缝承药装置，其特征在于，所述预折叠聚氨酯弹性膜轴向长度大于所述管体的轴向长度，所述预折叠聚氨酯弹性膜靠近所述顶盖的一端能够被压覆于所述顶盖和管体之间，所述预折叠聚氨酯弹性膜靠近所述底盖的一端能够被压覆于所述底盖和管体之间。

7.根据权利要求1所述的液氧爆破用定向致裂切缝承药装置，其特征在于，所述管体外侧壁上沿轴向均匀设有多个固定钩，所述固定钩上开设有固定孔，所述固定孔内穿设有柔性圈，所述柔性圈套设于两个所述管体对接后形成的圆筒状结构的外部。

8.根据权利要求7所述的液氧爆破用定向致裂切缝承药装置，其特征在于，所述柔性圈采用尼龙绳制成。

9.根据权利要求1所述的液氧爆破用定向致裂切缝承药装置，其特征在于，所述管体、顶盖和底盖均为pvc材质制成。

10.一种液氧爆破用定向致裂切缝承药装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开一种液氧爆破用定向致裂切缝承药装置及其使用方法，包括两个结构相同且对称布置的管体，管体径向截面为半圆环形，两个管体对接后能够形成圆筒状结构，进而形成炮管；两个管体同侧的侧边之间连接有预折叠聚氨酯弹性膜，且预折叠聚氨酯弹性膜两端分别与两个管体对应的侧边固定密封连接；两个管体对接后，一端与底盖固定密封连接；另一端与底盖固定密封连接；顶盖上开设有多个通孔，通孔内分别用于固定密封插入注氧管、排气管和引爆线。采用本发明液氧爆破用定向致裂切缝承药装置，结合其使用方法，能够在液氧爆破时起到定向致裂的效果。

技术研发人员：杨仁树,王雁冰,李康成,雷振,左进京
受保护的技术使用者：中国矿业大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17